Оппозитный двигатель внутреннего сгорания - RU2644318C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкциям двигателей внутреннего сгорания без коленчатого вала.

Известен оппозитный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по крайней мере два оппозитно (противоположно) расположенных в цилиндрах поршня, связанных между собой общим штоком, несущим в своей центральной части кулачковый элемент, взаимодействующий с ответной профильной канавкой, выполненной на внутренней поверхности цилиндрической выходной втулки, охватывающей шток и оснащенной зубчатым венцом для передачи момента потребителю, причем кулачковый элемент снабжен роликом, профильная канавка выходной цилиндрической втулки выполнена замкнутой синусоидальной, в ней размещен ролик кулачкового элемента, диаметрально противоположная часть которого оперта на внутреннюю поверхность втулки, расположенной соосно со штоком, установленным в направляющих опорах, при этом амплитуда размаха синусоиды канавки равна ходу поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, а ее длина выполнена кратной ее периоду, причем выходная втулка установлена в торцевых опорах для предотвращения ее осевого перемещения. Шток кинематически связан с втулками, установленными с возможностью вращения и имеющими синусоидальные направляющие с длиной, равной двум ее периодам, и амплитудой размаха, равной ходу поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, в направляющих расположены диаметрально направленные ответные элементы штока, при этом указанные втулки установлены в торцевых опорах и выполнены с элементами кинематической связи с распределительными валами управления клапанами цилиндров (Патент РФ, №2089733, М.кл. 6 F01B 3/4, 9/06, F02B 75/24, 75/32, 1977).

Недостатком известной конструкции является сложность изготовления конструкции. Кроме того, конструкция содержит две шестерни, одна для снятия крутящего момента, другая - для привода механизма газораспределения, что приводит к усложнению конструкции и повышению ее металлоемкости.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению принятым за прототип является оппозитный двигатель (Патент РФ №2281399, опубл. 10.08.2006, МПК F01B 3/04, F01B 9/06), содержащий корпус двигателя (позицией на чертеже прототипа не обозначен), картер, два оппозитно расположенных в цилиндрах поршня, связанных между собой штоками, и крестовину, установленную с возможностью перемещения по замкнутой синусоидальной канавке, механизмы впуска и выпуска рабочей смеси в двух рабочих полостях каждого из цилиндров, свечи зажигания (позициями на чертеже прототипа не обозначены)

Недостатком является сложность конструкции и высокая металлоемкость.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости, за счет уменьшения геометрических размеров двигателя.

Поставленная задача решается за счет того, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, систему впрыска, включающую впускные клапаны и впускные окна, систему выпуска, включающую выпускные клапаны и выпускные окна, шток с маховиками и свечи зажигания, корпус двигателя выполнен в виде противоположно расположенных камер сгорания, с поперечным сечением прямоугольной формы, в каждой камере сгорания расположены система впрыска, система выпуска и свечи зажигания, в центре камер сгорания расположен шток с маховиками на его концах, в двух боковых стенках камер сгорания в уплотнениях установлена гибкая пластина, боковые поверхности которой при изгибании скользят по стенкам корпуса, а два торцевых конца расположены за пределами уплотнений, данная пластина в центре корпуса связана со штоком, концы которого взаимодействуют с маховиками. Гибкая пластина выполнена из термостойкого, износостойкого, эластичного материала.

На фиг.1 представлена схема двигателя внутреннего сгорания.

Представленный двигатель внутреннего содержит:

1 - корпус; 2, 3 - камеры сгорания; 4, 5 - впускные клапаны; 6, 7 - впускные окна; 8, 9 - выпускные клапаны; 10, 11 - выпускные окна; 12, 13 - свечи зажигания; 14, 15, 16, 17 - уплотнения; 18 - гибкую пластину; 19 - шток; 20, 21 - маховики.

Причем корпус 1 двигателя выполнен в виде противоположно расположенных камер сгорания 2, 3 с поперечным сечением прямоугольной формы, в каждой камере сгорания 2, 3 расположены система впрыска, включающая впускные клапана 4, 5 и впускные окна 6, 7, система выпуска, включающая выпускные клапаны 8, 9 и выпускные окна 10, 11 и свечи зажигания 12, 13, в центре корпуса 1 в двух его боковых стенках, содержащих уплотнения 14, 15, 16, 17, установлена гибкая пластина 18, боковые поверхности которой при изгибании скользят по стенкам корпуса (выполнена из термостойкого, износостойкого, эластичного материала), связанная со штоком 19, концы которого взаимодействуют с маховиками 20, 21.

Работает двигатель следующим образом.

1-й такт (в камере 2). Шток 19 идет вверх, прогибая пластину 18 вверх, открывается впускной клапан 5, и через впускное окно 7 в полость камеры 2 поступает горючая смесь. В этот момент в камере 1 открывается выпускной клапан 8 и через выпускное окно 10 выходят отработавшие газы (4 такт).

2-й такт (в камере 2). Шток 19 идет вниз, прогибая пластину 18 (клапаны 5 и 11 закрыты), в этот момент в (камере 1) 1-й такт открывается впускной клапан 4, и через впускное окно 6 в полость камеры 1 поступает горючая смесь. В момент максимального прогиба пластины 18 в камере 2 на электродах свечи зажигания 13 происходит электрический заряд и "рабочая " смесь в полости корпуса головки-цилиндра 2 воспламеняется (происходит взрыв), и под давлением образовавшихся газов (в камере 2) пластина 18 выгибается вверх (шток 19 поступательно движется вверх) - это 3-й такт (в камере 2), в этот момент пластина 18 выгибается максимально вверх (в камере 1) и на электродах свечи зажигания 12 происходит электрический разряд, "рабочая" смесь в полости корпуса головки цилиндра 1 воспламеняется (происходит взрыв), и под давлением образовавшихся газов (в камере 1)пластина 18 выгибается вниз (шток 19 поступательно опускается вниз) в 1-й камере происходит 3-й такт (клапаны 4 и 8 закрыты). В этот момент во 2-й камере открывается выпускной клапан 9 и через выпускное окно 10 выходят отработавшие газы из камеры 2 - это 4-й такт во второй камере.

Под действием энергии, накопившейся в маховике, соединенном со штоком 19, гибкая пластина 18 выгибается вверх, в камере 1 открывается выпускной клапан 8 и через выпускное окно 10 отработавшие газы выходят из полости камеры - это 4-й такт в камере 1.

Затем рабочий цикл повторяется.

Таким образом, в данном двигателе гибкая пластина выполняет роль поршня, который создает требуемое изменение объема путем выгибания в соответствующую сторону.

Двигатель внутреннего сгорания выполнен с наименьшим числом металлоемких элементов, уменьшаются габариты и масса двигателя.

Реферат

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкции двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является снижение металлоемкости за счет уменьшения геометрических размеров двигателя. Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус выполненный в виде противоположно расположенных камер сгорания, с поперечным сечением прямоугольной формы, в каждой камере сгорания расположены система впрыска, система выпуска и свечи зажигания, в центре корпуса, в двух его боковых стенках в уплотнениях установлена гибкая пластина, боковые поверхности которой при изгибании скользят по стенкам корпуса, а два торцевых конца расположены за пределами уплотнений, данная пластина в центре корпуса связана со штоком, концы которого взаимодействуют с маховиками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула